L'airbag

tout s’explique
Quelques millisecondes suffisent aux airbags pour se
déclencher. Une prouesse due à un microsystème intégré de 2 mm 2
très sensible aux accélérations…
L’airbag
LE PRINCIPE | La petite taille de l’airbag est son atout : sa minuscule partie mécanique frémit
au moindre changement d’allure, ce qui modifie sa capacité à accueillir les charges électriques.
Un paramètre que sa partie électronique mesure en permanence. En cas de choc, ce microsystème
électromécanique (Mems) commande quasi instantanément le gonflage d’un airbag.
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LE FONCTIONNEMENT
L’accéléromètre est composé de deux peignes complémentaires
conducteurs électriques en silicium. L’un (en rouge) est fixe.
L’autre (en bleu) est mobile, suspendu par une lamelle flexible,
et constitue une masse sensible à l’accélération. Le peigne
mobile peut se déplacer d’une vingtaine de nanomètres par inertie
lorsque le véhicule change de vitesse.
Partie
mobile
–
Accéléromètre
+
Partie
fixe
Lamelle
flexible
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l’animation du fonctionnement de l’airbag.
16 | octobre 2006 Les défis du cea - 118

LA CAPACITÉ ÉLECTRIQUE
Elle correspond à une réserve de charges
électriques. Celle-ci augmente avec
la surface de vis-à-vis des dents des
deux peignes : plus elle est grande,
plus nombreux sont les électrons –
porteurs de charges – qui peuvent
stationner sur la dent du peigne négatif.
La capacité électrique augmente aussi
avec le rapprochement des dents : plus
celles-ci sont proches, plus l’attirance
des électrons (-) pour le peigne opposé (+)
est forte. Et plus ceux-ci se pressent
devant la barrière d’air qui les arrête.
Le moindre mouvement des peignes l’un
par rapport à l’autre modifie l’intervalle,
et donc la réserve de charges.
Accéléromètre
Choc
–
Mobile
– +
Ampèremètre Pile
Fixe
+
Rapprochement
Airbag
–
Électrons
– +
EN CAS DE CHOC
Le déplacement vers le peigne fixe modifie la capacité
électrique de l’ensemble. La partie électronique mesure
cette variation de capacité et la compare à des seuils établis
à l’occasion de « crashs tests ». Au-delà de ces seuils,
elle commande instantanément le déploiement de l’airbag.
AU CEA
À l’origine de l’un des premiers microsystèmes électromécaniques – l’accéléromètre –, le CEA-Léti 1
a déposé en 1984 un brevet de base qui a été exploité pour le déclenchement d’airbag par la société innovante
Freescale. Ce brevet s’est diversifié dans de nombreux domaines tels que celui de l’approvisionnement en air
d’un patient sous assistance respiratoire, exploité par Artisense, ou encore celui de la recherche pétrolière,
exploité par Sercel.
1. Laboratoire d’électronique et des technologies de l’information.
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© INFOGRAPHIE : IDÉ. TEXTE : FRANCK GBALOU ET CLAUDE REYRAUD